Постепенная электрификация всех видов транспорта становится все более актуальной задачей.
Топливные элементы играют все более важную роль в автобусах, тяжелых коммерческих транспортных средствах и строительной технике.
Freudenberg Sealing Technologies (FST) разрабатывает уплотнения для компактных топливных элементов.
Принцип работы топливных элементов в электродвигателе:
Топливный элемент потребляет водород в качестве топлива, превращая его энергию в электрический ток. Электрический ток приводит в движение электродвигатель. Процесс выработки электричества связан с переносом протонов водорода из анода через тонкую полимерную электролитную мембрану (PEM), на катод, где она взаимодействует с кислородом с выработкой воды.
-
- Конструкция топливного элемента FST
-
- Топливные элементы FST
-
- Уплотнение FST GDL
Описание проблемы
Для надежной защиты электролитического процесса необходимо, чтобы мембраны для газообмена оставались незагрязненными, чтобы продлить срок службы топливного элемента. То же самое относится к биполярной пластине, которая служит в качестве носителя для отдельных элементов батареи топливных элементов и обрабатывает грубое распределение газов. Кроме того, газы не должны выходить в окружающую среду, и водород не должен вступать в непосредственный контакт с кислородом.
Требование к эластомеру и геометрии уплотнения
Т.о. решение описанной проблемы приводит к проблеме по созданию эластомерного материала, удовлетворяющего ряду характеристик и уплотнения с определенными требованиями к геометрии.
Основные требования к эластомеру:
1). Должен быть устойчив к сильной влаге
2). Должен быть устойчив к температурам от 80 до 90 ° C,
3). Должен быть устойчив к охлаждающим жидкостям и кислотным средам
4). Должен иметь наименьшее возможное проникновение, так чтобы реактивные газы диффундировали только через уплотнение
Основные требования к геометрии уплотнения:
1). должно надежно заключать полимерную электролитную мембрану (PEM) между двумя газодиффузионными слоями. Это обеспечивается краем уплотнения, приложенным непосредственно к границе газодиффузионного слоя.
2). должно также запечатывать отверстия в биполярных пластинах, где работают питающие каналы топливных элементов, и где поток водорода, кислорода и хладагента.
Текущее состояние разработки уплотнений для топливных элементов
В настоящее время Freudenberg, работая с немецким поставщиком модулей топливных элементов, разрабатывает уплотнения для газодиффузионных слоев и топливных элементов для серийного производства.
Примечание
Freudenberg Sealing Technologies (FST, Фройденберг Силинг Технолоджис) — подразделение Freudenberg, ведущий мировой производитель уплотнений из Германии.
Использованные материалы (в т.ч. все изображения)
www.fst.com: Seals for Compact Fuel Cells